비 형질 인간 섬유 아세포의 증식 배체 세포의 수립
Summary
Although proliferative polyploid cells are necessary to analyze chromosomal instability of polyploid cells, creating such cells from nontransformed human cells is not easy. The present report describes relatively simple procedures to establish proliferative tetraploid cells free of a diploid population from normal human fibroblasts.
Abstract
Polyploid (mostly tetraploid) cells are often observed in preneoplastic lesions of human tissues and their chromosomal instability has been considered to be responsible for carcinogenesis in such tissues. Although proliferative polyploid cells are requisite for analyzing chromosomal instability of polyploid cells, creating such cells from nontransformed human cells is rather challenging. Induction of tetraploidy by chemical agents usually results in a mixture of diploid and tetraploid populations, and most studies employed fluorescence-activated cell sorting or cloning by limiting dilution to separate tetraploid from diploid cells. However, these procedures are time-consuming and laborious. The present report describes a relatively simple protocol to induce proliferative tetraploid cells from normal human fibroblasts with minimum contamination by diploid cells. Briefly, the protocol is comprised of the following steps: arresting cells in mitosis by demecolcine (DC), collecting mitotic cells after shaking off, incubating collected cells with DC for an additional 3 days, and incubating cells in drug-free medium (They resume proliferation as tetraploid cells within several days). Depending on cell type, the collection of mitotic cells by shaking off might be omitted. This protocol provides a simple and feasible method to establish proliferative tetraploid cells from normal human fibroblasts. Tetraploid cells established by this method could be a useful model for studying chromosome instability and the oncogenic potential of polyploid human cells.
Introduction
배수성은 포유 동물 종의 전문 조직에서뿐만 아니라, 암과 같은 퇴행성 질환의 병리 적 상태의 다양한뿐만 관찰되었다. 배수체 (주로 배체) 세포는 종종 경부 3,4의 바렛 식도 2 또는 편평 상피내 병변 인간 조직의 발암 병변 관찰하고, 그 조직을 5 이수성 악성 세포의 근원으로 간주되어왔다 6. 이 이수성 배체 세포로의 전환이 종양 형성의 초기 단계에서 중요한 이벤트가 될 수 있다고 제시되어 있지만,이 과정에 관여하는 메커니즘은 완전히 이해되지 않는다. 이 비 형질 배수체 인간의 세포를 전파 할 수있는 더 체외 모델을 사용할 수 없었다 부분적으로 있기 때문이다.
일부 연구자들은 INH로 이핵 세포의 생성을 통해 비 형질 인간의 상피 세포에서 tetraploidy을 유도 한세포질 분열 7-9 ibiting. 그러나이 방법 불필요한 이배체 세포 -7,8- 형광 – 활성화 세포 분류 (FACS)에 의해 제거해야 또는 희석 9를 제한하여 클로닝. 이러한 절차를 수행하기 쉬운 힘들고 없기 때문에 간단한 방법은 비 형질 배체 세포가이 분야의 연구를 위해 요구되는 설정합니다.
본 보고서에서, 우리는 비교적 간단한 절차에 의해 정상적인 인간 섬유 아세포 또는 텔로 머라 아제 – 불후의 인간 섬유 아세포의 증식 배체 세포를 확립하기위한 프로토콜을 설명합니다. 절차는 또한 DC로 처리 떨고에 의해 수집 된 유사 분열에서 이배체 세포 및 유사 분열 세포를 체포 스핀들 독 데메 콜신 (DC)를 사용합니다. 오랜 시간 동안 DC 처리 이배체 유사 분열 세포는 G1 배체 세포로 변환하고, 이들 세포는 약물의 제거 다음의 며칠 동안 성장 정지 후 같은 배체 세포 증식. 이 프로토콜은 제공염색체 불안정성 배수체 인간 종양 세포의 전위 사이의 관계를 연구하는 유용한 모델을 생성하는 효과적인 방법.
Protocol
Representative Results
Discussion
화학 약품에 의한 이배체 세포에서 tetraploidy의 유도에 큰 문제 중 하나 세포질 분열 억제제 또는 스핀들 억제제에 의해 세포가 종종 배체 및 배체 집단의 혼합물이 될 것입니다, 그리고 배체 세포는 이배체 세포로부터 분리해야합니다. 이배체 세포의 무료 배체 인구의 절연을위한 가장 일반적인 방법은 희석을 제한하여 FACS 또는 복제를 사용합니다. 그러나 이러한 과정은 힘들고 수행하기 쉽지 않…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Mrs. Matsumoto for the technical assistance.
Materials
| MEM-α | Sigma-Aldrich | M8042-500ML | |
| Trypsin-EDTA | Sigma-Aldrich | T4174 | |
| FBS | Sigma-Aldrich | 172012-500ML | |
| Demecolcine solution (10 μg/mL in HBSS) | Sigma-Aldrich | D1925-10ML | |
| BD CycleTES Plus DNA Reagent Kits | BD Biosciences | #340242 | For examination of DNA ploidy by flow cytometry |
| Human chromosome multicolor FISH probe 24XCyte | MetaSystems | #D-0125-060-DI | Specialized filter set and software for mFISH analysis are necessary |
| Isis imaging system with mFISH software | MetaSystems | Specialized probe kit is necessary |
References
- Rabinovitch, P., et al. Predictors of progression in Barrett’s esophagus III: baseline flow cytometric variables. Am. J. Gastroenterol. 96 (11), 3071-3083 (2001).
- Galipeau, P., et al. NSAIDs modulate CDKN2A, TP53, and DNA content risk for progression to esophageal adenocarcinoma. PLoS Med. 4 (2), e67 (2007).
- Olaharski, A., et al. Tetraploidy and chromosomal instability are early events during cervical carcinogenesis. Carcinogenesis. 27, 337-343 (2006).
- Liu, Y., et al. p53-independent abrogation of a postmitotic checkpoint contributes to human papillomavirus E6-induced polyploidy. Cancer Res. 67, 2603-2610 (2007).
- Davoli, T., de Lange, T. The causes and consequences of polyploidy in normal development and cancer. Annu Rev Cell Dev Biol. 27, 585-610 (2011).
- Fox, D., Duronio, R. Endoreplication and polyploidy: insights into development and disease. Development. 140, 3-12 (2013).
- Fujiwara, T., et al. Cytokinesis failure generating tetraploids promotes tumorigenesis in p53-null cells. Nature. 437, 1043-1047 (2005).
- Ganem, N., et al. Cytokinesis failure triggers hippo tumor suppressor pathway activation. Cell. 158 (4), 833-848 (2014).
- Kuznetsova, A., et al. Chromosomal instability, tolerance of mitotic errors and multidrug resistance are promoted by tetraploidization in human cells. Cell cycle. 14 (17), 2810-2820 (2015).
- Vindeløv, L., Christensen, I. Detergent and proteolytic enzyme-based techniques for nuclear isolation and DNA content analysis. Methods Cell Biol. 41, 219-229 (1994).
- Darzynkiewicz, Z., Juan, G. DNA content measurement for DNA ploidy and cell cycle analysis. Curr Protoc Cytom. , Chapter 7: Unit 7.5 (2001).
- Knutsen, T., Bixenman, H., Lawce, H., Martin, P. Chromosome analysis guidelines preliminary report. Cancer Genet Cytogenet. 52 (1), 11-17 (1991).
- Liehr, T., et al. Multicolor FISH probe sets and their applications. Histol. Histopathol. 19 (1), 229-237 (2004).
- Ohshima, S., Seyama, A. Formation of bipolar spindles with two centrosomes in tetraploid cells established from normal human fibroblasts. Hum. Cell. 25 (3), 78-85 (2012).
- Ohshima, S., Seyama, A. Establishment of proliferative tetraploid cells from normal human fibroblasts. Front. Oncol. 3, 198 (2013).
- Ohshima, S., Seyama, A. Establishment of proliferative tetraploid cells from telomerase-immortalized normal human fibroblasts. Genes, Chromosome Cancer. 55 (6), 522-530 (2016).
- Di Leonardo, A., et al. DNA rereplication in the presence of mitotic spindle inhibitors in human and mouse fibroblasts lacking either p53 or pRb function. Cancer Res. 57, 1013-1019 (1997).
- Andreassen, P., Lohez, O., Lacroix, F., Margolis, R. Tetraploid state induces p53-dependent arrest of nontransformed mammalian cells in G1. Mol. Biol. Cell. 12, 1315-1328 (2001).
- Vogel, C., et al. Crosstalk of the mitotic spindle assembly checkpoint with p53 to prevent polyploidy. Oncogene. 23, 6845-6853 (2004).
- Aylon, Y., Oren, M. p53: Guardian of ploidy. Mol. Oncol. 5 (4), 315-323 (2011).
- Uetake, Y., Sluder, G. Cell cycle progression after cleavage failure : mammalian somatic cells do not possess a "tetraploidy checkpoint". J. Cell Biol. 165, 609-615 (2004).
- Ganem, N., Pellman, D. Limiting the proliferation of polyploid cells. Cell. 131, 437-440 (2007).
- Ho, C., Hau, P., Marxer, M., Poon, R. The requirement of p53 for maintaining chromosomal stability during tetraploidization. Oncotarget. 1 (7), 583-595 (2010).
